高温试验箱在极限温度（+180 ℃甚至+200 ℃）工况下长期运行，任何子系统的失效都可能引发级联故障，造成样品烧毁、箱体报废，乃至人身伤害。现代设备通过“硬件冗余+软件自诊断+声光远程报警”三层防护体系，将风险降至最低。以制冷、电气、湿热三大系统为主线，系统梳理常见保护措施、报警逻辑及现场处置规范，为实验室管理人员、设备工程师及安全负责人提供可落地的技术参考。
二、制冷系统保护措施
压缩机超压保护
1.1 触发条件：高压侧压力≥2.4 MPa（R404A冷媒）。
1.2 硬件配置：高压压力开关+电子式压力传感器双冗余；当任一信号达到阈值，控制器立即卸载压缩机，30 s后仍超限则切断主回路。
1.3 报警代码：HP1（一级）/HP2（二级）。
1.4 处置流程：
a) 停机后保持风机运行，降低冷凝器热负荷；
b) 检查外接风冷冷凝器是否脏堵、风扇反转；
c) 确认试验箱排风口与墙距≥0.6 m；
d) 复位后重新启动，若2 h内再次报警，须更换压力开关并记录于《关键安全件台账》。
压缩机过热保护
2.1 触发条件：涡旋盘排气温度≥125 ℃。
2.2 硬件配置：K型热电偶埋置于压缩机顶部，线性温度保护器115 ℃常闭触点串联于控制回路。
2.3 报警代码：CHT。
2.4 处置流程：
a) 检查制冷剂泄漏，低压侧压力是否低于0.15 MPa；
b) 核对箱门密封条是否老化，防止热湿空气渗入导致蒸发器结霜；
c) 确认加热器PID输出是否失控，导致压缩机长时间高负荷；
d) 若需拆机焊接，必须回收冷媒并充氮保护，严禁明火作业。
油压差保护（大型机组）
采用电子油压差开关，保证压缩机润滑，防止抱轴；差压<50 kPa持续90 s停机报警。
三、电气系统保护措施
整机定时保护
1.1 功能：可设定单次最大运行时间（1～999 h），防止夜班无人值守时长时运行。
1.2 逻辑：到达设定值后，先关闭加热、制冷输出，风机延时10 min停机，确保余热扩散。
风机电机过热保护
2.1 配置：三相风机绕组内置PTC热敏电阻145 ℃常闭触点，串联于控制回路。
2.2 报警代码：FAN_OT。
2.3 处置：检查叶轮是否积尘导致不平衡、轴承润滑脂是否干涸；更换风机后需做动平衡校验，振动速度≤4.5 mm/s。
超温保护（独立于控温系统）
3.1 硬件：机械式可调温度开关（0～200 ℃）串接于加热接触器线圈；当工作区温度高于设定值5 ℃立即切断主加热。
3.2 软件：控制器同步记录超温事件，生成不可篡改的CSV文件，满足GMP审计追踪要求。
漏电、过载、短路保护
4.1 漏电断路器：额定剩余动作电流30 mA，动作时间≤40 ms，防止人员触电。
4.2 热磁式断路器：配电回路采用C型脱扣曲线，可承受压缩机瞬间7倍启动电流。
4.3 PCB级短路保护：固态继电器输出端配置速熔保险丝，熔断时间≤10 ms，防止加热管短路引发火情。
欠相/逆相保护
三相电源缺相或相序错误时，相序继电器在1 s内切断控制回路，避免压缩机反转导致内部油击。
四、湿热系统（加湿/除湿）保护措施
缺水报警
1.1 原理：水箱内置不锈钢浮球开关，常闭型；水位低于下限，控制器立即关闭加湿输出并点亮红色LED。
1.2 扩展：可选配自动补水阀（DN15），与实验室纯水机联动，电导率设定5～15 μS/cm，防止水垢堵塞加湿锅炉。
供水异常保护
2.1 包含“水压过低”“排水堵塞”两类子报警。
2.2 配置：入口水压开关0.1～0.3 MPa；排水侧浮子开关检测溢流槽水位。
2.3 处置：检查实验室总水压、确认排水管无U型弯沉积；长期停用须排空加湿锅炉，防止静置结垢。
加热管干烧保护
3.1 触发：锅炉内温度≥120 ℃且未检测到水位信号。
3.2 硬件：锅炉壁温型温控器115 ℃断开，硬件优先级高于软件。
3.3 后果评估：干烧30 s即可使800 W加热管表面氧化龟裂，产生漏电风险；必须整体更换锅炉组件并计量校准湿度。
加湿系统超温保护
与主超温保护独立，锅炉出口设90 ℃温度开关，防止蒸汽管路老化爆裂。
五、非设备自带的人工防护措施
电气安装
• 采用TN-S系统，PE线与N线严格分开；
• 设备后端增设隔离变压器，抑制电网浪涌；
• 每年春季使用500 V兆欧表测量绝缘电阻≥20 MΩ。
环境管理
• 试验区配置感烟+感温双鉴探测器，与楼宇消防联动；
• 半径2 m内禁放酒精、丙酮等易燃品，设置黄色实线警戒区；
• 配置35 kg推车式干粉灭火器，每月检查压力表指针在绿区。
操作规程
• 开机前执行“三查三确认”：查电源、查水源、查气源；确认样品无易爆、确认箱门关闭、确认急停开关复位；
• 禁止在120 ℃以上开门，必须佩戴隔热手套，防止高温瞬间喷出造成呼吸道灼伤；
• 试验结束执行阶梯降温：150 ℃→80 ℃→35 ℃，每段≥30 min，防止样品骤冷开裂。
维护校准
• 温度、湿度传感器每6个月委托计量机构校准，偏差温度≤±0.3 ℃，湿度≤±2 %RH；
• 冷凝器翅片每月使用0.3 MPa干燥压缩空气吹扫，压差保持≤50 Pa；
• 建立《关键安全件清单》，压力开关、温度开关、漏电断路器每2年强制更换，无论是否故障。
高温试验箱的安全运行是“设备自保护+实验室管理”双轮驱动的结果。硬件层面，制冷、电气、湿热三大系统已嵌入冗余互锁与自诊断逻辑；管理层面，仍需通过标准化安装、定期计量、人员培训与消防演练，将最后一环“人为失误”降至最低。只有设备与管理同步升级，方能确保极限测试既精准又安全，为产品质量与人员安全提供双重保障。
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